
# 一、有序集合SortedSet类型说明
Zset = Set + Score 有序集合类型 (Sorted Set) 相比于集合类型Set多了一个排序属性 score（分值），对于有序集合 ZSet 来说，每个存储元素相当于有两个值组成的，一个是有序结合的元素值，一个是排序值。按分数自动排序，既不重复又有序
有序集合的存储元素值也是不能重复的，但分值是可以重复的


# 二、有序集合类型使用方法
## 2.1 命令行操作方式
#### 添加元素（可一次加多个，重复 member 会更新 score）
语法：ZADD key score member [score member ...]
```bash
127.0.0.1:6379> zadd myzset 10 cat 3 dog 2 pig
(integer) 3
```
### 带条件添加
语法：ZADD key [条件选项] score member [score member ...]
|选项|含义|作用|
|:-:|:-:|:-:|
|**NX**|Not eXists|member **不存在**才添加，已存在则跳过|
|**XX**|eXists|member **已存在**才更新 score，不存在则跳过|
|**GT**|Greater Than|只在新 score **大于** 当前 score 时才更新|
|**LT**|Less Than|只在新 score **小于** 当前 score 时才更新|

```bash
127.0.0.1:6379> zadd myzset  NX 30 parrot
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1
1) "pig"
2) "dog"
3) "parrot"
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 withscores
1) "pig"
2) "2"
3) "dog"
4) "3"
5) "parrot"
6) "30"
127.0.0.1:6379> zadd myzset GT 20 parrot
(integer) 0
```
###  查询所有元素列表
语法：zrange key start stop [WITHSCORES] 
withscores就是带分数一起返回
```bash
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1
1) "pig"
2) "dog"
3) "cat"
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 withscores
1) "pig"
2) "2"
3) "dog"
4) "3"
5) "parrot"
6) "40"
```

### 查询某元素的 score 值
语法：zscore key member

```请在此输入代码块语言
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1
1) "pig"
2) "dog"
127.0.0.1:6379> zscore myzset pig
"2"
```
### 查询 score 区间内元素
语法：zrangebyscore key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]
```bash
127.0.0.1:6379> zrange myzset 1 5
1) "dog"
2) "cat"
```
### 删除一个或多个元素(根据元素值)
语法：zrem key member [member …] 示例：
```bash
127.0.0.1:6379> zrem myzset cat
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1
1) "pig"
2) "dog"
```

## 2.2 代码操作方式
略
# 三、有序集合类型底层结构
Redis 7.0 之后用 **listpack** 替代了 ziplist
## 3.1 版本演进总览
|Redis版本|Zset底层编码|触发条件|
|:-:|:-:|:-:|
|**2.x ~ 6.x**|`ziplist` / `skiplist+dict`|元素 ≤ 128 且值 ≤ 64B 用 ziplist|
|**7.0**|`listpack` / `skiplist+dict`|ziplist → listpack，阈值不变|
|**7.2+**|`listpack` / `skiplist+dict`|listpack 阈值可配置|
## 3.2 ziplist
详细见 [Redis的Hash类型数据结构——Redis系列(四)](https://cloud.tencent.com.cn/developer/article/2680584)  3.3.1 压缩列
## 3.3 listpack
详细见[ Redis的List类型数据结构——Redis系列(五）](https://cloud.tencent.com.cn/developer/article/2681360)   3.2 底层数据结构 3.listpack
## 3.4 skiplist
### 1. 简介
skiplist即跳表 时一种概率性平衡数据结构数据结构是由[William Pugh]1990年发明的，论文详细见 https://dl.acm.org/doi/10.1145/78973.78977 （需要复制地址在浏览器打开）
它在保持有序的同时，实现了接近平衡树的 O(log n) 查询效率，但实现远比红黑树简单。
跳表 = 有序链表 + 多层随机索引，用"空间换时间"的思路，通过概率平衡达到 O(log⁡n) 的查找效率，实现简单且对并发友好。
参考文档：
[Redis 内部数据结构详解——skiplist](https://juejin.cn/post/6844903478196699150?searchId=2026060817410170FAEBA047C053773142) 

### 2. 核心思想
**核心思想**：多级索引
本质是**多层有序链表**
先来看这个有序链表，如果要查找数据，需要从头开始逐个比较时间复杂度为O(n)。
![123.jpg](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-9980940/c6d15f37617774dcf69e20ae553bfd6a.jpg)
​假如我们每相邻两个节点增加一个指针，让指针指向下下个节点。这样信生成的链表的节点数是之前的一半，查找复杂度也变为大概是原来的一半
![223.jpg](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-9980940/a12d001b930ca6a57e1c815bcbd9e9b3.jpg)
例如 ，我们现在要查找12 查找路径是
- 头节点->6->9 
- 17和12比较，17>12,回到下层链表
- 9->12

![345.jpg](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-9980940/e388a47399043e5a124a45909dd40400.jpg)

在此基础上，可以在上层继续产生新的链表

### 3.插入说明
#### 插入过程
插入新节点时，跳表通过**抛硬币（随机）** 来决定这个节点要"升到第几层"：
1. 先在 Level 0 插入（必须的）
2. 抛硬币：正面 → 升一层；反面 → 停止
3. 重复抛，直到反面为止

#### 为什么是随机的？
你可能会问：为什么不固定"每隔一个提升一层"？
因为如果固定规则，**每次插入/删除后都要重新调整索引**，代价太大（类似平衡树的旋转）。用随机的方式，**概率上**能保证索引分布均匀，而且不需要复杂的调整操作。

#### 时间复杂度
|操作|平均复杂度|最坏复杂度|
|:-:|:-:|:-:|
|查找|O(log⁡n)|O(n)|
|插入|O(log⁡n)|O(n)|
|删除|O(log⁡n)|O(n)|
平均情况下，跳表和平衡二叉搜索树（如红黑树）性能相当！
 


# 四、有序集合类型使用场景
## 4.1  排行榜（最经典）
```bash
# 玩家得分
ZADD game:rank 9500 "玩家A"
ZADD game:rank 8800 "玩家B"
ZADD game:rank 9900 "玩家C" 
# 查 Top 3（分数从高到低） 
ZREVRANGE game:rank 0 2 WITHSCORES
# 结果: 玩家C(9900), 玩家A(9500), 玩家B(8800)
# 查某玩家排名 
ZREVRANK game:rank "玩家B"   # 返回 2（第3名，从0计数）
```
## 4.2  滑动窗口限流

```bash
# 用户每次请求，记录时间戳
ZADD rate:user123 1719600001 "req1" 
ZADD rate:user123 1719600002 "req2"
# 删除窗口外的旧记录（如只保留最近60秒）
ZREMRANGEBYSCORE rate:user123 0 (当前时间-60) # 统计窗口内请求数
ZCARD rate:user123 # 如果 > 100，则拒绝请求
```







Zset = Set + Score 有序集合类型 (Sorted Set) 相比于集合类型Set多了一个排序属性 score（分值），对于有序集合 ZSet 来说，每个存储元素相当于有两个值组成的，一个是有序结合的元素值，一个是排序值。按分数自动排序，既不重复又有序有序集合的存储元素值也是不能重复的，但分值是可以重复的

Redis的SortedSet类型数据结构——Redis系列(七)

后端

Redis有序集合SortedSet详解：Zset=Set+Score，支持元素自动排序且不重复，分值可重复。提供ZADD、ZRANGE等命令操作，底层采用listpack+skiplist结构，适用于排行榜、限流等场景，实现高效数据存储与查询。

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